(57)【要約】【課題】吐出する液滴の飛行直進性を良好にし、高精度な吐出を行えるようにした液滴吐出装置とその駆動方法、表示装置の製造方法、表示装置を提供する。【解決手段】キャビティ１１３を振動させて液状体をノズル１１１の吐出口１１１ａから吐出させる圧力発生素子ＰＺＴを備え、ノズルプレート１１０に静的接触角と後退接触角との差が６０°以下となる撥液膜１１０ａを形成した液滴吐出ヘッド１６を、具備した液滴吐出装置１０である。圧力発生素子ＰＺＴを所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を維持させる維持信号と、圧力発生素子ＰＺＴの収縮状態を連続的に解放することにより、これを定常状態に回復させる回復信号とを、圧力発生素子ＰＺＴに対する駆動信号として送出する駆動手段を備えている。駆動手段に、収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和をキャビティ１１３の固有振動周期より短くする制御部を設けた。【選択図】    図２
2005007702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルを有したノズルプレートと、前記キャビティを振動させてその内容積を変化させることにより、該キャビティ内の液状体を前記ノズルの吐出口から吐出させる圧力発生素子とを備え、前記ノズルプレートの前記吐出口を形成した側の面に、吐出する液状体に対する静的接触角と後退接触角との差が６０°以下となる撥液膜を形成した液滴吐出ヘッドを、具備してなる液滴吐出装置において、
前記圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出する駆動手段を備え、
前記駆動手段に、前記収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和を前記キャビティの固有振動周期より短くする制御部を設けたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルを有したノズルプレートと、前記キャビティを振動させてその内容積を変化させることにより、該キャビティ内の液状体を前記ノズルの吐出口から吐出させる圧力発生素子とを備え、前記ノズルプレートの前記吐出口を形成した側の面に、吐出する液状体に対する静的接触角と後退接触角との差が６０°以下となる撥液膜を形成した液滴吐出ヘッドを、具備してなる液滴吐出装置において、
前記圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出する駆動手段を備え、
前記駆動手段に、前記回復信号の送出時間を前記圧力発生素子の固有振動周期より短くする制御部を設けたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルを有したノズルプレートと、前記キャビティを振動させてその内容積を変化させることにより、該キャビティ内の液状体を前記ノズルの吐出口から吐出させる圧力発生素子とを備え、前記ノズルプレートの前記吐出口を形成した側の面に、吐出する液状体に対する静的接触角と後退接触角との差が６０°以下となる撥液膜を形成した液滴吐出ヘッドを、具備してなる液滴吐出装置において、
前記圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出する駆動手段を備え、
前記駆動手段に、前記収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和を前記キャビティの固有振動周期より短くするとともに、前記回復信号の送出時間を前記圧力発生素子の固有振動周期より短くする制御部を設けたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項４】
液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルを有したノズルプレートと、前記キャビティを振動させてその内容積を変化させることにより、該キャビティ内の液状体を前記ノズルの吐出口から吐出させる圧力発生素子とを備え、前記ノズルプレートの前記吐出口を形成した側の面に、吐出する液状体に対する静的接触角と後退接触角との差が６０°以下となる撥液膜を形成した液滴吐出ヘッドを、具備してなる液滴吐出装置の駆動方法であって、
前記圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出するに際して、
前記収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和を前記キャビティの固有振動周期より短くして送出することを特徴とする液滴吐出装置の駆動方法。
【請求項５】
液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルを有したノズルプレートと、前記キャビティを振動させてその内容積を変化させることにより、該キャビティ内の液状体を前記ノズルの吐出口から吐出させる圧力発生素子とを備え、前記ノズルプレートの前記吐出口を形成した側の面に、吐出する液状体に対する静的接触角と後退接触角との差が６０°以下となる撥液膜を形成した液滴吐出ヘッドを、具備してなる液滴吐出装置の駆動方法であって、
前記圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出するに際して、
前記回復信号の送出時間を前記圧力発生素子の固有振動周期より短くして送出することを特徴とする液滴吐出装置の駆動方法。
【請求項６】
液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルを有したノズルプレートと、前記キャビティを振動させてその内容積を変化させることにより、該キャビティ内の液状体を前記ノズルの吐出口から吐出させる圧力発生素子とを備え、前記ノズルプレートの前記吐出口を形成した側の面に、吐出する液状体に対する静的接触角と後退接触角との差が６０°以下となる撥液膜を形成した液滴吐出ヘッドを、具備してなる液滴吐出装置の駆動方法であって、
前記圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出するに際して、
前記収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和を前記キャビティの固有振動周期より短くして送出するとともに、前記回復信号の送出時間を前記圧力発生素子の固有振動周期より短くして送出することを特徴とする液滴吐出装置の駆動方法。
【請求項７】
請求項１から３のいずれか１項に記載の液滴吐出装置を用い、あるいは請求項４から６のいずれか１項に記載の液滴吐出装置の駆動方法を用いて前記液状体を吐出する工程を、表示装置の製造工程の１つとして含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記液状体として、有機ＥＬ表示装置の機能層を構成する材料を溶媒に溶解させあるいは分散媒に分散させたものを用いることを特徴とする請求項７記載の表示装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出装置とその駆動方法、さらにこれらを用いた表示装置の製造方法及び表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
所定量の液状材料を所望する位置に配することのできる方法として、インクジェット法等の液滴吐出法が知られている。
この液滴吐出法に用いられる液滴吐出ヘッドは、例えば液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルを有したノズルプレートと、前記キャビティを振動させてその内容積を変化させることにより、該キャビティ内の液状体を前記ノズルの吐出口から吐出させる圧力発生素子とを備えて構成されている。このような液滴吐出ヘッドでは、通常その吐出性を良好にするため、ノズルプレートの吐出口を形成した側の面に、吐出する液状体に対して撥液性（撥水性）を有する膜を形成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような液滴吐出ヘッドから例えば水分散系の液状体を吐出する場合、従来ではノズルプレートの撥液性の膜（撥液膜）として、静的接触角が９０°以上であり、動的接触角である後退接触角が３０°以上となるもので、これら静的接触角と後退接触角との差が６０°を越えるようなものを形成していた。
【０００４】
ところで、このような液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置では、吐出準備のときや吐出中に液詰まりが生じたときなど、液滴吐出ヘッドの吐出面側にキャップを被着し、このキャップを介して真空ポンプ等で吸引することにより、液滴吐出ヘッド中の気泡を除去し、またはその液詰まりをなくすようにしている。そして、このようにして吸引を行った後、液滴吐出ヘッドの吐出面となるノズルプレートの撥液膜形成面をワイピング材でワイピングすることにより、撥液膜上に残った液状体を拭い取るようにしている。
【０００５】
しかしながら、前述したように静的接触角と後退接触角との差が大きい撥液膜では、特に吐出する液状体が高粘度である場合、ワイピング時に液状体がワイピング材に引きずられてしまい、撥液膜上、すなわちノズルの吐出口の周囲に液状体が残留し易くなってしまう。そして、液状体が吐出口の周囲に残留すると、これにより吐出不良が起こり易くなってしまう。
そこで、従来ではノズルの吐出口周辺に液状体が残留しないようにするため、ノズルプレートとして、静的接触角と後退接触角との差が小さい撥液膜、例えばその差が６０°以下の撥液膜を形成したものを用い、ワイピング時に液状体が全てワイピング材に付着するようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２８６９６７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように静的接触角と後退接触角との差が６０°以下と小さい撥液膜を形成したノズルプレートを有する液滴吐出ヘッドを用い、粘度が例えば１０ｃＰ以上の高粘度の液状体を従来のヘッドと同様の吐出スピードで吐出すると、ノズルプレートの撥液膜による撥液性によって吐出した液滴の飛行直進性が損なわれ、高精度な吐出ができないといった新たな問題が生じてしまう。
すなわち、静的接触角と後退接触角との差を小さくした撥液膜を用いていることにより、液状体はノズルプレートには残留し難くなるものの、撥液膜の撥液性によってノズルプレートの外側に向かう力を受けるため、この力の作用によって前述したように液滴の飛行直進性が損なわれてしまうのである。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、特に高粘度の液状体を、静的接触角と後退接触角との差が６０°以下と小さい撥液膜を形成したノズルプレートを有する液滴吐出ヘッドを用いて吐出する場合に、吐出する液滴の飛行直進性を良好にし、これにより高精度な吐出を行えるようにした、液滴吐出装置とその駆動方法、さらにこれらを用いた表示装置の製造方法及び表示装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の液滴吐出装置は、吐出する液状体に対する静的接触角と後退接触角との差が６０°以下となる撥液膜を形成した液滴吐出ヘッドを具備し、圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出する駆動手段を備え、前記駆動手段に、前記収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和をキャビティの固有振動周期より短くする制御部を設けたことを特徴としている。
【００１０】
この液滴吐出装置によれば、従来では収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和がキャビティの固有振動周期より長かったのに対し、これを短くする制御部を設けたので、収縮信号および維持信号の送出時間が終了した後にもキャビティはその固有振動周期内にあることで振動が継続され、これによりキャビティ内の液状体に吐出方向への揺れが付与される。そして、この揺れが続いている間に回復信号が送出され、キャビティからノズルを経て液滴が吐出されることから、従来に比べ液滴の吐出スピードが高くなる。よって、吐出スピードが高くなることにより強い直進性が得られ、これによりノズルプレートの撥液性の影響をほとんど受けなくなることから、高精度な吐出が可能になる。
【００１１】
本発明の別の液滴吐出装置は、吐出する液状体に対する静的接触角と後退接触角との差が６０°以下となる撥液膜を形成した液滴吐出ヘッドを具備し、圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出する駆動手段を備え、前記駆動手段に、前記回復信号の送出時間を前記圧力発生素子の固有振動周期より短くする制御部を設けたことを特徴としている。
【００１２】
この液滴吐出装置によれば、従来では回復信号の送出時間が前記圧力発生素子の固有振動周期より長かったのに対し、これを短くする制御部を設けたので、回復信号の送出時間が終了した後にも圧力発生素子はその固有振動周期内にあることで振動が継続され、これによりキャビティも振動が継続されてキャビティ内の液状体に吐出方向への揺れが付与される。そして、回復信号が送出されてキャビティからノズルを経て液滴が吐出される際にも、キャビティ内の液状体に揺れが続いているため、従来に比べ液滴の吐出スピードが高くなる。よって、吐出スピードが高くなることにより強い直進性が得られ、これによりノズルプレートの撥液性の影響をほとんど受けなくなることから、高精度な吐出が可能になる。
【００１３】
本発明のさらに別の液滴吐出装置は、吐出する液状体に対する静的接触角と後退接触角との差が６０°以下となる撥液膜を形成した液滴吐出ヘッドを具備し、圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出する駆動手段を備え、前記駆動手段に、前記収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和をキャビティの固有振動周期より短くするとともに、前記回復信号の送出時間を前記圧力発生素子の固有振動周期より短くする制御部を設けたことを特徴としている。
【００１４】
この液滴吐出装置によれば、従来では収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和がキャビティの固有振動周期より長かったのに対し、これを短くするとともに、回復信号の送出時間が前記圧力発生素子の固有振動周期より長かったのに対し、これを短くする制御部を設けたので、前述したように従来に比べ液滴の吐出スピードが高くなり、したがって高精度な吐出が可能になる。
【００１５】
本発明の液滴吐出装置の駆動方法は、吐出する液状体に対する静的接触角と後退接触角との差が６０°以下となる撥液膜を形成した液滴吐出ヘッドを具備してなる液滴吐出装置の駆動方法であって、前記圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出するに際して、前記収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和を前記キャビティの固有振動周期より短くして送出することを特徴としている。
【００１６】
この液滴吐出装置の駆動方法によれば、従来では収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和がキャビティの固有振動周期より長かったのに対し、これを短くするようにしたので、収縮信号および維持信号の送出時間が終了した後にもキャビティはその固有振動周期内にあることで振動が継続され、これによりキャビティ内の液状体に吐出方向への揺れが付与される。そして、この揺れが続いている間に回復信号が送出され、キャビティからノズルを経て液滴が吐出されることから、従来に比べ液滴の吐出スピードが高くなる。よって、吐出スピードが高くなることにより強い直進性が得られ、これによりノズルプレートの撥液性の影響をほとんど受けなくなることから、高精度な吐出が可能になる。
【００１７】
本発明の別の液滴吐出装置の駆動方法は、吐出する液状体に対する静的接触角と後退接触角との差が６０°以下となる撥液膜を形成した液滴吐出ヘッドを具備してなる液滴吐出装置の駆動方法であって、前記圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出するに際して、  前記回復信号の送出時間を前記圧力発生素子の固有振動周期より短くして送出することを特徴としている。
【００１８】
この液滴吐出装置の駆動方法によれば、従来では回復信号の送出時間が前記圧力発生素子の固有振動周期より長かったのに対し、これを短くするようにしたので、回復信号の送出時間が終了した後にも圧力発生素子はその固有振動周期内にあることで振動が継続され、これによりキャビティも振動が継続されてキャビティ内の液状体に吐出方向への揺れが付与される。そして、回復信号が送出されてキャビティからノズルを経て液滴が吐出される際にも、キャビティ内の液状体に揺れが続いているため、従来に比べ液滴の吐出スピードが高くなる。よって、吐出スピードが高くなることにより強い直進性が得られ、これによりノズルプレートの撥液性の影響をほとんど受けなくなることから、高精度な吐出が可能になる。
【００１９】
本発明のさらに別の液滴吐出装置の駆動方法は、吐出する液状体に対する静的接触角と後退接触角との差が６０°以下となる撥液膜を形成した液滴吐出ヘッドを具備してなる液滴吐出装置の駆動方法であって、前記圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出するに際して、前記収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和を前記キャビティの固有振動周期より短くして送出するとともに、前記回復信号の送出時間を前記圧力発生素子の固有振動周期より短くして送出することを特徴としている。
【００２０】
この液滴吐出装置によれば、従来では収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和がキャビティの固有振動周期より長かったのに対し、これを短くするとともに、回復信号の送出時間が前記圧力発生素子の固有振動周期より長かったのに対し、これを短くするようにしたので、前述したように従来に比べ液滴の吐出スピードが高くなり、したがって高精度な吐出が可能になる。
【００２１】
本発明の表示装置の製造方法は、前記の液滴吐出装置を用い、あるいは前記の液滴吐出装置の駆動方法を用いて前記液状体を吐出する工程を、表示装置の製造工程の１つとして含むことを特徴としている。
表示装置の製造方法。
この表示装置の製造方法によれば、特に高粘度の液状体からなる材料を液滴として高精度に配し、塗布することが可能となり、したがって得られる表示装置の信頼性を高めることが可能になる。
【００２２】
また、前記表示装置の製造方法においては、前記液状体として、有機ＥＬ表示装置の機能層を構成する材料を溶媒に溶解させあるいは分散媒に分散させたものを用いるのが好ましい。
このようにすれば、例えば画素毎に機能層の構成材料を高精度に配することが可能となり、したがって得られる有機ＥＬ表示装置の発光特性等の信頼性を高めることが可能になる。
【００２３】
本発明の表示装置は、前記表示装置の製造方法を用いて製造されたことを特徴としている。
この表示装置によれば、前述したように信頼性が高いものとなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
（液滴吐出装置の全体構成）
図１は、本発明の液滴吐出装置をインクジェット装置に適用した場合の一実施形態を示す斜視図であり、図１中符号１０はインクジェット装置（液滴吐出装置）である。
このインクジェット装置１０では、キャリッジ１１がタイミングベルト１２を介してパルスモータ１３に接続され、ガイド部材１４に案内されて被滴下部材１５の幅方向に往復動するように構成されている。キャリッジ１１は、被滴下部材１５と対向する面側、すなわちその下面側にインクジェット式のヘッド（液滴吐出ヘッド）１６が取り付けられている。
【００２５】
ヘッド１６は、キャリッジ１１の上部に載置されているインクカートリッジ１７からインク（液状体）の補給を受け、キャリッジ１１の移動に合わせてインク滴（液滴）をドットとして吐出することにより、インク滴を被滴下部材１５上の所望位置に配するものである。また、インクジェット装置１０の非滴下領域にはキャッピング装置１８が配設されており、休止中にヘッド１６のノズルの吐出口を封止する一方、滴下動作中に行われるフラッシング動作によりヘッド１６からインク滴を受けるようになっている。さらに、キャッピング装置１８の近傍にはクリーニング装置１９が配置されており、このクリーニング装置１９では、ヘッド１６の表面をブレードなどのワイピング材でワイピングすることにより、そこに付着したインク滓等を拭き取るようになっている。
【００２６】
（ヘッドの構成）
図２は、ヘッド１６の概略構成を示す断面図である。
図２に示すように、ヘッド１６にはノズルプレート１１０が設けられており、このノズルプレート１１０にはノズル１１１が形成されている。ノズルプレート１１０の外面側には撥液膜１１０ａが形成されており、この撥液膜１１０ａが形成された側のノズル１１１の開口が吐出口１１１ａとなっている。
【００２７】
撥液膜１１０ａは、フッ素系樹脂からなるプラズマ重合膜であって、吐出する液状体に対する静的接触角と後退接触角との差が６０°以下に形成されたものである。撥液膜１１０ａの形成方法としては、例えば大気雰囲気中でテトラフルオロメタンやその他のフルオロカーボン系ガスを処理ガスとする、プラズマ処理法が採用される。このようなプラズマ処理の条件を適宜に設定することにより、得られるプラズマ重合膜（撥液膜１１０ａ）の液状体に対する静的接触角と後退接触角とを所望の角とし、その差を６０°以下にすることができる。
【００２８】
撥液膜１１０ａ（固体試料）の、吐出する液状体（液状試料）に対する後退接触角は、一般的な静的接触角に対して動的接触角と呼ばれるもので、その測定法としては、例えば（１）ウィルヘルミー法、（２）拡張収縮法、（３）転落法などが知られている。なお、以下の測定法において固体試料としては、ステンレス板（ノズルプレート１１０）に前記撥液膜１１０ａと同様の撥液膜を形成したものを用いるものとする。
【００２９】
（１）ウィルヘルミー法は、試料槽内の液体試料中に固体試料を沈める過程で、また沈めたものを引き上げる過程での荷重を測定し、その測定値と固体試料の表面積の値とから動的接触角を求める方法である。固体試料を沈める過程で得られる接触角が前進接触角、引き上げる過程で得られる接触角が後退接触角である。
（２）拡張収縮法は、注射針やガラス毛細管等の先端から、固体試料表面上に液体試料を一定流量で押し出すことによって液滴を形成しながら、固体試料表面と液滴の間の接触角を測定することによって前進接触角を得、逆に注射針やガラス毛細管等の先端から液滴を形成している液体試料を引き込みながら、固体試料表面と液滴の間の接触角を測定することによって後退接触角を得る方法である。
（３）転落法は、固体試料上に液滴を形成し、この固体試料を傾ける、あるいは垂直にして固体試料上の液体を転落移動させながら、固体試料と液滴の間の接触角を測定するものである。液体が移動する方向の前方における接触角が前進接触角であり、後方における接触角が後退接触角である。
【００３０】
しかしながら、前記の測定法では、いずれも測定できる試料が限られているなどの難点があることから、本実施形態では、特に前記の（２）拡張収縮法の変形である、以下の測定法を用いている。
図３（ａ）に示すように、固体試料２の表面上に形成した液滴３内に針状管体４の先端が挿入されている状態で、固体試料２を水平方向に移動させる。すると、液滴３内に針状管体４が挿入されているので、液滴３と針状管体４との界面張力により、図３（ｂ）に示すように、固体試料２の移動に伴い液滴３が針状管体４に引きずられるように変形する。
【００３１】
このように液滴３が変形した状態での固体試料２と液滴３の間の接触角の大きさは、液滴３を成す液体の表面張力、固体試料２を成す固体の表面張力、液体−固体間の界面張力、摩擦力、吸着力、固体表面粗さ等によるため、この状態での接触角を測定することにより、動的接触角を得ることができる。すなわち、固体試料２の移動方向の前方の接触角θ１より後退接触角が得られ、後方の接触角θ２より前進接触角が得られる。
【００３２】
このような測定方法は、固体試料２上の液滴内に針状管体の先端を挿入した状態で前記固体試料２を水平方向に移動させることにより、表面エネルギーや摩擦等の上記因子を調べることなく、その結果として引き起こされる動的接触角のみを測定することができるものであり、あらゆる固体試料および液体試料について動的接触角の測定を適切に行うことができる。したがって、本実施形態では、後退接触角の測定法として、図３に示した測定法を採用するものとする。なお、本発明は図３に示した測定法以外の測定法、例えば前記の（１）〜（３）に示した測定法を採用してもよいのはもちろんであるが、その場合、測定装置などの違い（器差）などによって測定法の間で得られる動的接触角（後退接触角）に差が生じることがある。そこで、図３に示した測定法以外の測定法を用いた場合には、その測定法と図３に示した測定法との間で相関をとっておき、実際に測定した数値（動的接触角）を図３に示した測定法で得られる数値（動的接触角）に換算し、用いるのが好ましい。
また、静的接触角については、従来一般的に使用されている測定法が採用可能である。
【００３３】
図２に示したヘッド１６において、流路形成板１１２には、キャビティ１１３を区画する通孔、キャビティ１１３に両側で連通する２つのインク供給口１１４を区画する通孔または溝、およびこれらインク供給口１１４にそれぞれ連通する２つの共通のインク室１１５を区画する通孔が形成されている。振動板１１６は、弾性変形可能な薄板から構成されたもので、ピエゾ素子などの圧電振動子ＰＺＴ（圧力発生素子）の先端に当接したものであり、流路形成板１１２を挟んでノズルプレート１１０と液密に一体に固定されたことにより、流路ユニット１１８を構成するものである。
【００３４】
基台１１９には、圧電振動子ＰＺＴを振動可能に収容する収容室１２０と、流路ユニット１１８を支持する開口１２１とが構成され、圧電振動子ＰＺＴの先端を開口１２１から露出させた状態で圧電振動子ＰＺＴを固定基板１２２で固定している。また、基台１１９は、振動板１１６のアイランド部１１６ａを圧電振動子ＰＺＴに当接させた状態で、流路ユニット１１８を開口１２１に固定してヘッド１６を纏めている。
【００３５】
このような構成により、圧電振動子ＰＺＴが収縮して振動板１１６が撓曲し、キャビティ１１３が振動してその内容積が大きくなると、共通のインク室１１５内のインク（液状体）がインク供給口１１４を経由してキャビティ１１３に流れ込む。また、所定時間経過後、圧電振動子ＰＺＴが伸長して振動板１１６が元の状態に戻り、キャビティ１１３が収縮してその内容積が小さくなると、キャビティ１１３のインクが圧縮されてノズル１１１の吐出口１１１ａからインク滴（液滴）が吐出される。
【００３６】
（制御系および駆動系の構成）
次に、インクジェット装置１０の制御系および駆動系の構成を図４を参照して説明する。
図４に示すように、このインクジェット装置１０における制御手段６０は、ホストからの吐出指令信号や吐出データを受け、駆動電圧発生回路３１およびヘッド選択回路６２を備えるヘッド駆動回路３０を制御するとともに、キャリッジ駆動回路３３なども制御し、吐出動作を実行させるようになっている。また、制御手段６０は、タイマ手段３４の計時データにより、フラッシングを行わせたり、ヘッド１６のクリーニングを行わせるようになっている。なお、前記ヘッド駆動回路３０は本発明における駆動手段を構成するものとなっている。
【００３７】
このヘッド駆動回路３０において駆動電圧発生回路３１は、ノズル１１１の吐出口１１１ａからインク滴を吐出させるのに必要な電圧値の信号波形を発生させるもので、本発明における制御部を構成するものとなっている。また、ヘッド選択回路６２は、トランジスタＴのオン・オフを制御することにより、吐出データに対応する圧電振動子ＰＺＴに駆動電圧発生回路３１の駆動電圧を選択的に印加するようになっている。タイマ手段３４には、滴下タイマ３５、休止タイマ３６および電源オフタイマ３８が設けられている。滴下タイマ３５は、滴下動作の継続時間を計時するタイマであり、滴下開始より起動してフラッシング動作によりリセットされるようになっている。休止タイマ３６は、主電源ＳＰのオフ後も計時可能なように、後述する二次電源によりバックアップを受け、滴下動作が停止してヘッド１６がキャッピング装置１８により封止された時点で計時を開始し、滴下が開始された時点でリセットされるようになっている。電源オフタイマ３８は、電源投入検出手段３９により、電源スイッチＳＷのオフが検出された時点から計時をスタートし、キャッピング装置１８によりヘッド１６を封止するのに要する時間の経過後に出力するとともに、リレー４０を消勢して装置への主電源ＳＰの供給を遮断するようになっている。
【００３８】
（駆動回路および駆動パルスの説明）
次に、ヘッド駆動回路３０の一例、およびそこで形成される駆動パルスを、図５及び図６を参照して説明する。なお、図５はヘッド駆動回路３０の駆動電圧発生回路などの回路図、図６はヘッド駆動回路で形成される駆動パルスの波形図である。
【００３９】
図５に示すように、ヘッド駆動回路（駆動手段）３０の駆動電圧発生回路（制御部）３１では、外部装置からのタイミング信号４９を一定幅のパルス信号に変換するワンショットマルチバイブレータ５０が構成され、このワンショットマルチバイブレータ５０は、タイミング信号４９に同期して出力端子から正信号および負信号を出力するようになっている。この一方の端子には、抵抗を介してＮＰＮ型トランジスタ５１のベースが接続され、これには抵抗を介してＰＮＰ型トランジスタ５２が接続されているので、タイミング信号が入力された時点で、第１の電源ＶＭからキャパシタ５３に対してその端子電圧が第１の電源ＶＭの電圧Ｖｃに概ね到達するまで一定電流での充電が行われる。ここで、第１の電源ＶＭは主電源ＳＰ（図４参照）から生成された電源である。このときの充電電流は、トランジスタ５４のベース−エミッタ間電圧、および抵抗５６の抵抗値で規定されるので、それによりキャパシタ５３の立ち上がり勾配が規定される。
【００４０】
また、ワンショットマルチバイブレータ５０の他方の端子にはＮＰＮ型トランジスタ５８が接続されており、タイミング信号が切り換わった時点で、ＰＮＰ型トランジスタ５２がオフになる代わりに、ＮＰＮ型トランジスタ５８がオンになる。その結果、キャパシタ５３に充電されていた電荷は、その端子電圧が所定値になるまで一定電流で放電される。このときの放電電流は、トランジスタ５５のベース−エミッタ間電圧、および抵抗５７の抵抗値で規定されるので、それによりキャパシタ５３の立ち下がり勾配が規定される。したがって、キャパシタ５３の端子電圧（駆動パルスＶｉｎ）は、図６に示すように、一定の勾配で上昇する領域ＶＡ（立ち上がり信号ＶＡとも言う）と、一定値を保持する飽和領域ＶＢ（維持信号ＶＢとも言う）と、一定の勾配で降下する領域ＶＣ（立ち下がり信号ＶＣとも言う）と、中間電圧として１０Ｖの引き込み電圧を印加する領域（引き込み信号ＶＤ）とを備えた波形となる。
【００４１】
その結果、キャパシタ５３の端子電圧は駆動パルスＶｉｎとして、駆動電圧発生回路３１の電流増幅回路に構成されているＮＰＮ型のトランジスタＱ１およびＰＮＰ型のトランジスタＱ２のベースに出力され、この電流増幅回路おいて電流増幅されて、ヘッド選択回路６２により指定された圧電振動子ＰＺＴにトランジスタＱ１、Ｑ２の接続点Ｐ０を経由して出力される。この間、一方のトランジスタＱ１を介して圧電振動子ＰＺＴの充電が行われ、他方のトランジスタＱ２を介して圧電振動子ＰＺＴからの放電が行われる。
【００４２】
このように生成した波形の駆動パルスＶｉｎは、立ち上がり信号ＶＡにおいてその電圧値が中間電位から最大電位まで一定の勾配で上昇した後、維持信号ＶＢにおいてこの最大電位を所定時間だけ維持する。次に、立ち下がり信号ＶＣにおいて駆動パルスは最低電位まで一定の勾配で下降する。次いで、その状態で所定時間維持された後、引き込み信号ＶＤにおいて中間電位にまで復帰し、その後、この中間電位を維持する構成とされている。
【００４３】
したがって、図２に示すヘッド１６において、駆動パルスＶｉｎの電圧値が中間電位から最大電位まで上昇すると圧電振動子ＰＺＴが収縮し、キャビティ１１３の内容積が大きくなってキャビティ１１３内に負圧が生じ、この状態が維持されている間にキャビティ１１３にインクが流入する。続いて、電圧値が最低電位まで下降すると、圧電振動子ＰＺＴの収縮が解放され、キャビティ１１３の内容積が小さくなる方向に形状復帰してキャビティ１１３に正圧が発生し、吐出口１１１ａからインク滴が吐出される。さらに、電圧値が最低電位から中間電位まで上昇することで、圧電振動子ＰＺＴが僅かに収縮し、キャビティ１１３の内容積が少し大きくなることにより、ノズル１１１内の吐出口１１１ａ近傍にあったインク（液状体）のメニスカス（図示せず）がキャビティ１１３側に引き戻され、次の吐出のための初期状態（所定状態）となる。
【００４４】
ここで、この駆動パルスＶｉｎの構成についてインク滴の吐出態様と対比して説明すると、駆動パルスＶｉｎは、本発明において所定状態とした中間保持状態から、圧電振動子ＰＺＴをインク滴吐出の前段階の収縮状態まで連続的に収縮させる収縮信号ＶＡと、この収縮状態を維持する維持信号ＶＢと、圧電振動子ＰＺＴの収縮状態を連続的に解放することにより、該圧電振動子ＰＺＴを定常状態に回復させてキャビティ１１３の内容積を縮小させる回復信号ＶＣとを備えたものである。
【００４５】
そして、駆動電圧発生回路３１から圧電振動子ＰＺＴに出力（送出）される駆動パルスＶｉｎ（駆動信号）は、以下のように設定されている。すなわち、収縮信号ＶＡの送出時間と維持信号ＶＢの送出時間との和は、従来、キャビティ１１３の固有振動周期Ｔｃ（例えば６μ秒）よりも長かったのに対し、本実施形態では短い時間にしている。また、回復信号ＶＣの送出時間は、従来、圧電振動子ＰＺＴの固有振動周期Ｔａ（例えば３．５μ秒）より長かったのに対し、本実施形態ではこれも短い時間（例えば２．７μ秒）にしている。
【００４６】
このように、収縮信号ＶＡの送出時間と維持信号ＶＢの送出時間との和をキャビティ１１３の固有振動周期Ｔｃより短くして駆動するので、収縮信号ＶＡおよび維持信号ＶＢの送出時間が終了した後にもキャビティ１１３はその固有振動周期Ｔｃ内にあることで振動が継続され、これによりキャビティ１１３内のインク（液状体）に吐出方向への揺れが付与される。そして、この揺れが続いている間に回復信号ＶＣが送出され、キャビティ１１３からノズル１１１を経てインク滴が吐出されることから、従来に比べインク滴の吐出スピードが高くなる。
【００４７】
また、回復信号ＶＣの送出時間を圧電振動子ＰＺＴの固有振動周期Ｔａより短くして駆動するので、回復信号ＶＣの送出時間が終了した後にも圧電振動子ＰＺＴはその固有振動周期Ｔａ内にあることで振動が継続され、これによりキャビティ１１３も振動が継続されてキャビティ１１３内のインクに吐出方向への揺れが付与される。そして、回復信号が送出されてキャビティからノズルを経て液滴が吐出される際にも、キャビティ１１３内の液状体に揺れが続いているため、やはり従来に比べ液滴の吐出スピードが高くなる。
【００４８】
よって、このヘッド１６を備えたインクジェット装置１０にあっては、前述したように吐出スピードが高くなることから強い直進性が得られるようになり、したがって撥液膜１１０ａの撥液性の影響をほとんど受けなくなることから、高精度な吐出を行うことができるようになる。また、特に液状体が高粘度であることから、これが吐出された際にミストになりにくく、したがってより安定した吐出が可能になる。
【００４９】
なお、本実施形態では、収縮信号ＶＡの送出時間と維持信号ＶＢの送出時間との和をキャビティ１１３の固有振動周期Ｔｃより短くするとともに、回復信号ＶＣの送出時間を圧電振動子ＰＺＴの固有振動周期Ｔａより短くするようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、収縮信号ＶＡの送出時間と維持信号ＶＢの送出時間との和をキャビティ１１３の固有振動周期Ｔｃより短くする条件と、回復信号ＶＣの送出時間を圧電振動子ＰＺＴの固有振動周期Ｔａより短くする条件のうちのいずれか一方のみを満たすだけで、駆動するようにしてもよい。
【００５０】
（実験例）
前記インクジェット装置１０により、被滴下部材１５上に液滴をドット状に吐出した結果を、図７（ａ）〜（ｃ）に示す。
また、従来のインクジェット装置、すなわち収縮信号ＶＡの送出時間と維持信号ＶＢの送出時間との和をキャビティ１１３の固有振動周期Ｔｃより長くするとともに、回復信号ＶＣの送出時間を圧電振動子ＰＺＴの固有振動周期Ｔａより長くして吐出動作を行わせたインクジェット装置により、８±１ｍ／ｓの吐出スピードで液滴をドット状に吐出した結果を、図７（ｄ）に示す。
なお、図７（ａ）は図７（ｄ）に示した従来のものに比べその吐出スピードを２．５倍にした場合の吐出結果であり、図７（ｂ）は同じく従来のものに比べその吐出スピードを２．０倍にした場合の吐出結果であり、図７（ｃ）は同じく従来のものに比べその吐出スピードを１．５倍にした場合の吐出結果である。また、図７（ａ）〜（ｄ）において、丸で示した位置が吐出された液滴の跡を示している。
図７（ａ）〜（ｃ）に示したように本実施形態のインクジェット装置１０は、吐出スピードを上げたことによって強い直進性が得られるようになり、したがって高精度な吐出を行うことができるようになった。
【００５１】
（表示装置）
次に、前記インクジェット装置（液滴吐出装置）１０を用いた表示装置の一例について説明する。
図８は、前記インクジェット装置１０によって一部の構成要素が製造された有機ＥＬ表示装置の側断面図である。まず、この有機ＥＬ表示装置の概略構成を説明する。
図８に示すようにこの有機ＥＬ表示装置３０１は、基板３１１、回路素子部３２１、画素電極３３１、バンク部３４１、発光素子３５１、陰極３６１（対向電極）、および封止基板３７１から構成された有機ＥＬ素子３０２に、フレキシブル基板（図示略）の配線および駆動ＩＣ（図示略）を接続したものである。回路素子部３２１は、ＴＦＴ等からなるアクティブ素子が基板３１１上に形成され、複数の画素電極３３１が回路素子部３２１上に整列して構成されたものである。そして、各画素電極３３１間にはバンク部３４１が格子状に形成されており、バンク部３４１により生じた凹部開口３４４に、発光素子３５１が形成されている。陰極３６１は、バンク部３４１および発光素子３５１の上部全面に形成され、陰極３６１の上には封止用基板３７１が積層されている。
【００５２】
有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬ装置３０１の製造プロセスは、バンク部３４１を形成するバンク部形成工程と、発光素子３５１を適切に形成するためのプラズマ処理工程と、発光素子３５１を構成する各機能層を形成するための発光素子形成工程と、陰極３６１を形成する対向電極形成工程と、封止用基板３７１を陰極３６１上に積層して封止する封止工程とを備えている。
【００５３】
発光素子形成工程は、凹部開口３４４、すなわち画素電極３３１上に正孔注入層３５２および発光層３５３からなる各機能層を形成することにより、発光素子３５１を形成するもので、正孔注入層形成工程と発光層形成工程とを具備している。そして、正孔注入層形成工程は、正孔注入層３５２を構成するための液状材料を各画素電極３３１上に吐出する吐出工程と、吐出された液状材料を乾燥させて正孔注入層３５２を形成する乾燥工程とを有し、発光層形成工程は、発光層３５３を構成するための液状材料を正孔注入層３５２の上に吐出する吐出工程と、吐出された液状材料を乾燥させて発光層３５３を形成する乾燥工程とを有している。
【００５４】
なお、特に正孔注入層３５２を形成するための液状材料としては、その構成材料である高分子材料（ポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ））を所定の媒体（水及び水に可溶の有機溶媒を含んだものが好ましい）に溶解ないし分散させたものが用いられるが、この液状材料は比較的高粘度の液状体となる。
【００５５】
このような発光素子形成工程において、正孔注入層形成工程における吐出工程と、発光層形成工程における吐出工程とで前記のインクジェット装置１０を用いている。
したがって、この有機ＥＬ表示装置３０１の製造においても、特に正孔注入層３５２を形成するための液状材料のように高粘度の液状体からなる材料についても、液滴として前記凹部開口３４４に高精度に配し、塗布することができ、したがって得られる有機ＥＬ表示装置３０１の発光特性等の信頼性を高めることができる。
【００５６】
なお、本発明の表示装置としては、前記有機ＥＬ装置に限定されることなく、液晶表示装置など各種の表示装置に適用することができる。
また、このような表示装置は、ワープロ、パソコン等の携帯型情報処理装置、携帯電話、腕時計型電子機器など、各種の電子機器における表示部として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット装置の概略構成図である。
【図２】ヘッドの概略構成図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は動的接触角の測定法説明図である。
【図４】制御系および駆動系を説明するためのブロック図である。
【図５】駆動電圧発生回路等を説明するための回路図である。
【図６】駆動パルスの波形図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は吐出結果を示す図である。
【図８】有機ＥＬ表示装置の側断面図である。
【符号の説明】
１０…インクジェット装置（液滴吐出装置）、
１６…ヘッド（液滴吐出ヘッド）、３０…ヘッド駆動回路（駆動手段）、
３１…駆動電圧発生回路（制御部）、１１０…ノズルプレート、
１１０ａ…撥液膜、１１１…ノズル、１１１ａ…吐出口、
１１３…キャビティ、ＰＺＴ…圧電振動子（圧力発生素子）
【図１】
2005007702.tif 000003
【図２】
2005007702.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005007702.tif 000007
【図６】
2005007702.tif 000008
【図７】
2005007702.tif 000009
【図８】
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